Ванни гарячого цинкування – їх види та застосування
Технологічний процес гарячого цинкування реалізується методом занурення: металоконструкції підвішуються на траверсах, переміщаються по цеху конвейером, занурюються у кілька ванн для попередньої хімічної підготовки, далі в основну ванну цинкування, наповнену гарячим цинковим розплавом. Ванни розташовуються в чіткій послідовності відповідно до вимог техпроцесу для почергового занурення виробів, які переміщуються вздовж лінії. У кожному з цих резервуарів відбуваються процеси, які забезпечують якісну підготовку металу та нанесення рівномірного цинкового покриття, стійкого до корозії та механічного зносу. Кількість ван кожного типу у складі лінії може варіюватися залежно від структури цеху.
Ванни хімічної підготовки
Виріб направляється на гаряче цинкування тільки після ретельного очищення та спеціальної хімічної підготовки – такий підхід забезпечує якісну адгезію цинку з металом, гарантує рівномірність покриття та довговічність антикорозійного захисту. Лінія гарячого цинкування має у своєму складі кілька ванн зі спеціальними хімічними розчинами для підготовки металу. Концентрація цих розчинів регулярно контролюється в лабораторії підприємства. Якщо операція передбачає занурення деталі в гарячий розчин, резервуар оснащується нагрівальними елементами та системою автоматичного контролю температури.
Ванна знежирення
На першому етапі технологічного процесу заготовка занурюється у ванну знежирення – тут метал очищається від залишків масла, жиру, забруднень, які можуть порушити зчеплення цинку з металевою основою, негативно вплинути на якість покриття та спровокувати появу непокритих ділянок. Ванна знежирення заповнюється спеціальним лужним або кислотним розчином, який розчиняє жири та звільняє металеву поверхню від забруднень. Процес відбувається при кімнатній температурі або з нагрівом до 40-50°C.
Ванна травлення
Заготовка направляється на травлення для хімічного очищення металу від залишків іржі, окалини. Виріб занурюється у резервуар з розчином соляної кислоти для видалення оксидів заліза із додаванням інгібіторів корозії, які гальмують подальші корозійні процеси. Процес проходить при кімнатній температурі або з нагрівом до 30-35°C. Травлення звільняє металеву поверхню від оксидів, а залишки кислотного розчину та утворених сполук заліза змиваються водою.
Ванна флюсування
Для покращення адрегії цинку з металом безпосередньо перед гарячим цинкуванням заготовка направляється на флюсування – занурення в резервуар з хлоридом цинку ZnCl2 та хлоридом амонію NH4Cl. В результаті на поверхні утворюється тонка соляна плівка, яка посилює зчеплення цинкового шару з металом та захищає від утворення окислів на повітрі в наступний проміжок часу до початку гарячого цинкування. Розчин у ванні нагрівається до 60-70°C, після флюсування заготовка ретельно просушується в сушильній камері з циркуляцією гарячого повітря та нагрівається до 90-100°С, що дозволяє усунути термічний шок при подальшому зануренні у гарячий цинк.
Промивні ванни
Після кожного етапу очищення та хімічної підготовки заготовка занурюється у промивні ванни, заповнені технічною водою при температурі близько 30°С. У воду може бути доданий нейтралізуючий розчин для більш ефективної промивки та видалення залишків хімічних речовин, які утворилися після попередніх етапів обробки.
Ванна гарячого цинкування
Основний етап технологічного процесу гарячого цинкування – занурення металевого виробу у ванну з розплавленим цинком. Розчин містить понад 98,5% цинку та мінімальну кількість додаткових домішок (алюмінію, кадмію, міді, заліза, свинцю та ін.). Температура розплаву під час занурення складає 450-460 °C. Нагрів забезпечується різними способами залежно від габаритів ванни. Для невеликих резервуарів використовуються сухі ТЕНи, великогабаритні ванни можуть нагріватися водяними теплообмінниками або камерами згоряння, розміщеними між внутрішньою чашею ванни та зовнішньою жаростійкою оболонкою.
Очищена та знежирена металоконструкція, яка пройшла операції травлення та флюсування, повністю занурюється у розплав та витримується 4-5 хвилин. Час витримки визначається залежно від вимог товщини покриття: основний шар формується в перші хвилини, далі покриття набирає товщину повільніше. Якщо заготовка великогабаритна, має складну форму та важкодоступні ділянки, то час гарячого цинкування може бути збільшений. В результаті гарячого цинкування можна отримати антикорозійне цинкове покриття товщиною 40-200 мкм. Чим товще шар цинку, тим вище стійкість металу до агресивних впливів – хімікатів, грунту, солоної води, перепадів температур, механічного зносу та навантажень.
В комплекс робіт з технічного обслуговування ванни цинкування входить:
- очищення резервуару від гартцинку та інших домішок;
- контроль температури та хімічного складу цинкового розплаву;
- вимірювання рівню розплаву в ванній та за потреби завантаження додаткового об’єму цинку;
- перевірка справності контрольно-вимірювальних приладів;
- усунення поточних поломок.
Ванни для фінішної обробки після гарячого цинкування
Ванна охолодження
Після завершення гарячого цинкування металевий виріб виймається з ванни та направляється на охолодження – занурюється у ємність з водою для видалення зайвих крапель цинку та остаточної фіксації цинкового покриття. Замість водяного охолодження температуру оцинкованого металу можна поступово знижувати стиснутим повітрям.
Ванна пасивації
Пасивація використовується для створення додаткового антикорозійного захисту після гарячого цинкування. Вміст ванни пасивації – розчин органічних солей, призначений для утворення захисної оксидної плівки на поверхні. Пасивація робить матеріал пасивним до будь-яких агресивних впливів, посилює стійкість оцинкованого металу до корозії, зміцнює захист зварних швів. Метод посилює адгезію цинку з наступним полімерним покриттям, захищає метал від утворення “білої іржі” – дефекту, який може з’явитися під час тривалого зберігання оцинкованих виробів.
Вимоги до ванн лінії гарячого цинкування
Щоб забезпечити надійність і тривалий термін експлуатації лінії цинкування, при проектуванні технологічних ванн забезпечується їх хімічна, антикорозійна, термічна, механічна стійкість. Враховуючи ці вимоги, ванни цинкування можуть бути виготовлені з різних матеріалів – кераміки, сталі з керамічним покриттям, титанових та нікелевих сплавів. Підготовчі та промивні резервуари – з нержавійки, поліпропілену РР, поліетилену РЕ, полівінілхлориду ПВХ, полівінілиденфториду PVDF.
Хімічна стійкість матеріалу ванн
Ванни лінії гарячого цинкування експлуатуються у складних умовах – постійно контактують з агресивними речовинами, залишками іржі та забруднень, продуктами хімічних реакцій. Правильно обраний матеріал ванни цинкування витримує такі впливи, не вступає у взаємодію з компонентами кислотних та лужних розчинів, не змінює структуру та характеристики при контакті з хімікатами.
Стійкість ванн до корозії
Ванни цинкування виготовляються з матеріалів, стійких до хімічної та електрохімічної корозії. Процеси, які відбуваються під час знежирення, травлення, флюсування та промивки, не можуть вплинути на хімічний склад матеріалу ванни та запустити корозійні процеси, тому резервуари лінії цинкування мають довгий термін експлуатації при постійному контакті з вологим середовищем та хімікатами.
Температурна стійкість
Операції хімічної підготовки металу виконуються у теплих та гарячих розчинах при температурі до 70-80°C, а розплав у ванні цинкування нагрівається до 450-460°C. Температурний режим враховується при проектуванні ванн – матеріал корпусу має бути термостійким та не схильним до температурних деформацій.
Механічна стійкість
Під час занурення та виймання металевих конструкцій матеріал ванни цинкування може піддаватися ударним навантаженням та абразивному зносу. Ванни цинкування виготовляються з матеріалів, які мають стійкість до таких впливів – не зношуються, не утворюють тріщин, не деформуються, не втрачають герметичності.
Вимоги до габаритів ванн цинкування
Кожна лінія гарячого цинкування розрахована на обробку заготовок у певному діапазоні розмірів. Маленькі ванни використовуються для цинкування метизів, фурнітури, дрібних деталей. Для антикорозійного захисту великогабаритних металоконструкцій потрібні резервуари довжиною в кілька метрів. Наприклад, розміри основної ванни на нашому виробництві складають 15000х1600х3200 мм – таких габаритів цілком достатньо для гарячого цинкування металоконструкцій для галузей будівництва, енергетики, дорожньої інфраструктури, аграрного сектору. Всі резервуари, які входять до складу лінії, мають подібні габарити відповідно до граничних розмірів заготовок. Використання великих ванн дозволяє оцинковувати металоконструкції та пакети штучних деталей за одне повне занурення, завдяки чому збільшується продуктивність антикорозійної обробки.
Наша компанія “ДП-Україна” має власне потужне виробництво з автоматизованою лінією гарячого цинкування. Ми реалізуємо проекти будь-якої складності та масштабів – оцинковку листа, труб, швелера та іншого металопрокату, цинкування опор ЛЕП, дорожніх огорож, опор освітлення, обладнання елеваторів, зерносушарок, будівельних металоконструкцій. Якщо вас цікавить співпраця з надійним українським виробником, замовляйте послуги гарячого цинкування за телефонами +38 (093) 190 37 47, +38 (093) 127 49 13, +38 (097) 011 49 11.
